基于详细反应机理和REDIM表格方法的三重火焰直接数值模拟研究

发布时间：2025-02-13 18:08

　　在实际动力机械燃烧室中,燃烧过程往往同时伴随着预混燃烧和非预混燃烧。三重火焰(triple flame)作为一种独特的部分预混火焰,在部分预混系统的火焰传播中起着重要作用,对于理解举升扩散火焰的稳定性具有重要意义。然而,对于部分预混火焰,在数值模拟过程中使用极少步化学反应机理或单一模态燃烧模型具有一定的局限性。因此,开展不同条件下三重火焰结构分析和化学简化方法的研究,具有重要的理论和实际意义。本文采用详细反应机理对不同混合物浓度梯度下三重火焰进行直接数值模拟(Direct Numerical Simulation,DNS)研究。同时使用反应-扩散流形(REDIM)方法生成合适的二维REDIM查询表,将其植入lesocc2c程序中对三重火焰进行直接数值模拟计算,并与详细化学反应机理下的结果进行对比分析,对二维REDIM表格的性能进行验证。首先采用详细反应机理对三重火焰进行DNS计算。在保证混合物入口当量比的范围保持不变的情况下,计算了入口宽度分别为5mm、10mm、15mm、20mm、25mm和30mm的六种状态。结果表明:随着入流宽度的增加(混合气浓度梯度的减小),三重火焰厚度逐渐增加且...

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【部分图文】：

图1.2G30干式低排燃烧室[4]

江苏大学硕士学位论文子SGT-100工业燃气轮机，燃烧室采用G30干式低排燃烧室[4]，燃料射入主空气流中(图1.2)。图1.3所示为PRECCINSTA模型燃烧器[5]，[5]通过数值模拟发现混合气当量比在燃烧室入口存在一定的波动范围，流引起的部分预混现象比较....

图1.3PRECCINSTA燃烧器[5]

江苏大学硕士学位论文子SGT-100工业燃气轮机，燃烧室采用G30干式低排燃烧室[4]，燃料射入主空气流中(图1.2)。图1.3所示为PRECCINSTA模型燃烧器[5]，[5]通过数值模拟发现混合气当量比在燃烧室入口存在一定的波动范围，流引起的部分预混现象比较....

图1.4预混燃烧示意图

图1.4预混燃烧示意图[7]Fig1.4Premixedcombustionschematic[7]火焰传播速度和厚度是预混火焰两个比较重要的参数，影响二者的主要因温度、压力、当量比和燃料类型等。层流火焰速度对温度有很强的依赖性，混合物温度，火焰传播速度会有一定程度的....

图1.5扩散燃烧示意图

燃料和氧化剂燃烧所需的全部时间包括燃料/氧化剂的混合时间反应所需时间，由于化学反应在极短的时间内进行，因而燃烧快慢主要取合速度的大小，与化学反应速度关系不大。如图1.5所示为射流扩散火焰和对冲扩散火焰[10]示意图。层流流动时，分子扩散形式进行，燃料向空气射流扩散，空气射流向....

本文编号：4033910